Laser technologie

Lassenrobots zijn de kernuitvoerende eenheden van moderne geautomatiseerde lasproductielijnen. Hun bewegingsnauwkeurigheid, reactiesnelheid en draagvermogen hangen grotendeels af van de prestaties van het aandrijfsysteem. Het aandrijfsysteem is verantwoordelijk voor het omzetten van besturingscommando's in de gewrichtsbewegingen van de robot.

De aandrijfmethoden van lassenrobots worden hoofdzakelijk ingedeeld in de volgende basisvormen:

1.Hydraulische transmissierobot:  Zoals de naam al aangeeft, gebruikt dit type robot hydraulische kracht om mechanische bewegingen uit te voeren. Kenmerken hiervan zijn: een grijpvermogen van meer dan 100 kg, vlotte overbrenging, compacte constructie en gevoelige beweging. Het stelt echter zeer strenge eisen aan de afdichtingscomponenten.

Voordelen:

Hoge vermogens-massaverhouding:  De uitvoerkracht is veel groter dan die van pneumatische en elektrische aandrijvingen met hetzelfde volume.

Vloeiende beweging: Hydraulische olie heeft dempende eigenschappen en een hoge slagvastheid.

Zelfsmerend:  Hydraulische olie smeert de bewegende onderdelen en zorgt voor een lange levensduur.

Beperkingen:

Gevoelig voor lekkage:  Slijtage van de afdichtingen kan gemakkelijk leiden tot olielekkage, waardoor het gelaste werkstuk wordt verontreinigd.

Gevoeligheid voor temperatuurstijging: Wijzigingen in de olientemperatuur veroorzaken wijzigingen in de viscositeit, wat de regelnauwkeurigheid beïnvloedt.

Complex onderhoud:  Vereist een hydraulische station, koel- en filtersysteem en neemt veel ruimte in beslag.

2.Pneumatische manipulators  zijn die welke perslucht gebruiken om hun actuatoren aan te drijven. De belangrijkste voordelen zijn: een gemakkelijk verkrijgbare luchtbron, een lage uitvoerkracht, snelle pneumatische werking, een relatief eenvoudige constructie en lage kosten. De nadelen zijn echter een slechte stabiliteit van de bedrijfssnelheid door de samendrukbaarheid van lucht, aanzienlijke schokken en een over het algemeen beperkt grijpgewicht van ongeveer 30 kg als gevolg van de relatief lage luchtdruk. In vergelijking met hydraulische manipulators zijn pneumatische manipulators beter geschikt voor hoge snelheid, lichte belasting, hoge temperaturen en stoffige omgevingen.

Voordelen:

Lage kosten:  Goedkope luchtbron en actuatoren, eenvoudig onderhoud.

Geen oververhitting: Goede warmteafvoer, geschikt voor hulpacties in hoge-temperatuur-lasomgevingen.

Schoon:  Uitlaat zonder vervuiling.

Beperkingen:

Slechte positioneringsmogelijkheid:  Moeilijk om willekeurige tussenposities te bereiken; alleen geschikt voor eindposities.

Kruipen bij lage snelheid:  Onstabiele beweging bij lage snelheid.

Hoog geluidsniveau:  Het uitlaatgeluid overschrijdt meestal 75 dB.

3. Mechanische transmissierobotarm: Dit type robotarm wordt aangedreven door een mechanisch transmissiemechanisme. Het is een gespecialiseerde robotarm die aan een hoofdbewerkingsmachine is bevestigd, waarbij de aandrijfkracht voornamelijk van het werkmechanisme afkomstig is. De belangrijkste kenmerken zijn nauwkeurige en betrouwbare beweging en een hoge actiefrequentie, maar de constructie is groter en het bewegingsprogramma is vast. Het wordt vaak gebruikt voor het laden en lossen van materialen op de hoofdbewerkingsmachine.

Voordelen:

Hoge precisie en nauwkeurige transmissieverhouding: Mechanische transmissie is gebaseerd op starre ingrijping of contact, zonder slip (zoals tandwielen of spindels), waardoor nauwkeurige transmissieverhoudingen en hoge herhaalbaarheid worden bereikt. Het voorkomt de lekkage- of hysterese-problemen die veelvoorkomen in hydraulische systemen.

Snelle reactiesnelheid:  Mechanische onderdelen hebben een hoge stijfheid en ontbreken de samendrukbaarheid van hydraulische olie of gas, wat resulteert in directe bewegingsoverdracht en snelle reactie bij het opstarten, stoppen en omkeren, geschikt voor hoogwaardige werking.

Sterke Dragcapaciteit: Via een goed ontworpen versnellingsbak of een koppelmechanisme kan het grote statische en dynamische belastingen weerstaan en heeft het een hoge overbrekingsrendement (vooral bij tandwieloverbrenging, met een rendement van meer dan 90%).

Hoge betrouwbaarheid en lange levensduur:  Onder goede smering en normale bedrijfsomstandigheden hebben mechanische onderdelen een lange vermoeidheidslevensduur, duidelijke foutmodi en zijn eenvoudig te voorspellen en te onderhouden.

Voordelen:  Sterke aanpassingsvermogen aan de omgeving: In tegenstelling tot elektrische aandrijvingen, die gevoelig zijn voor elektromagnetische interferentie, en in tegenstelling tot hydraulische aandrijvingen, die gevoelig zijn voor olieverontreiniging, hebben zuiver mechanische transmissies een zekere tolerantie voor zware omgevingen zoals hoge temperaturen, stof en straling.

Beperkingen:  

Complexe constructie en groot formaat/gewicht:  Het bereiken van bewegingen met meerdere vrijheidsgraden vereist complexe combinaties van verbindingen, scharnieren en tandwielen, wat resulteert in een omvangrijke robot met een grote traagheidsmoment, waardoor de dynamische prestaties bij hoge snelheid beperkt worden.

Slechte flexibiliteit: Zodra het ontwerp en de fabricage van zuiver mechanische transmissies (zoals nokken en koppelingsmechanismen) zijn voltooid, zijn de bewegingsbaan en slaglengte vastgelegd, waardoor het moeilijk is om aan de flexibele productiebehoeften van productie met veel variëteit en kleine series te voldoen. Het wijzigen van de beweging vereist meestal het vervangen van de nok of het bijstellen van de koppeling, wat tijdrovend en arbeidsintensief is.

Speling is aanwezig:  Tandwielinmeshing en scharnierverbindingen hebben onvermijdelijk speling. Langdurige slijtage verergert deze speling, wat leidt tot een verminderde reisafstand en positioneringsnauwkeurigheid van de transmissie, en daarmee de kwaliteit van de lasbanen negatief beïnvloedt.

Hoge productiekosten en onderhoudseisen:  Precisietandwielen, hoogprecisie spindels en andere onderdelen zijn moeilijk en duur om te produceren. Tegelijkertijd vereisen mechanische verbindingen regelmatige smering, stofbescherming en slijtagebewaking, wat leidt tot een grote onderhoudslast.

Voordelen:  Geluid en trillingen: Tijdens het werken met hoge snelheid veroorzaken de inslag bij tandwielinmeshing en de traagheid van de koppeling aanzienlijk geluid en mechanische trillingen, wat mogelijk van invloed is op de stabiliteit van de lasboog.

4. Elektrisch aangedreven robotarm: Dit type robotarm maakt gebruik van een speciaal ontworpen inductiemotor, een lineair elektromechanisch systeem of een stappenmotor met hoge vermogenscapaciteit om de actuator direct aan te drijven. Aangezien geen tussenliggend omzettingsmechanisme nodig is, is de mechanische constructie relatief eenvoudig. Lineaire motorrobotarmen bieden met name een hoge snelheid en lange slaglengte en zijn zeer gemakkelijk te onderhouden en te gebruiken.

Voordelen:

Hoogste precisie: In staat om complexe ruimtelijke krommen (zoals cirkelbogen en spline-krommen) te lassen.

Flexibele besturing:  Gemakkelijk te digitaliseren, netwerken en lesprogrammering te implementeren.

Hoge Energie-Efficiëntie: Het energieomzettingsrendement kan meer dan 90% bereiken, met een lage stand-by-vermogensconsumptie.

Lage Onderhoudskosten:  Er zijn geen hydraulische olie- of luchtslangen vereist, wat de schoonheid waarborgt.

Beperkingen:

Hoge kosten: Servomotoren en precisiereductoren zijn duur.

Beveiliging tegen oververhitting: De koeling van de motor dient te worden bewaakt tijdens langdurig lassen met volledige belasting bij hoge snelheid.

Gevoelig voor elektromagnetische interferentie:  Vereist adequate afscherming en aarding.

Over het algemeen ontwikkelen moderne lasrobots zich richting volledige elektrificatie, hoge precisie, netwerking en samenwerking. Een diepe integratie van aandrijf- en transmissiesystemen (zoals het weglaten van de reductor bij direct-aangedreven koppelmotoren en het integreren van aandrijfmodules in de gewrichten) verbetert de betrouwbaarheid en de prestaties op het gebied van baanvolging verder. In de toekomst zullen lasrobots, dankzij de combinatie van servoregelalgoritmen (zoals krachtregeling en visuele servoregeling) en kunstmatige-intelligentietechnologie, evolueren naar een hoger niveau van intelligentie en flexibiliteit om aan steeds complexere lasprocessen en productieomgevingsvereisten te voldoen.